過去幾年，消費者爭先恐后地升級家庭影院系統(tǒng)、大屏幕電視及立體聲設(shè)備以打造影院級觀賞環(huán)境。ART技術(shù)是SHARC Melody平臺所提供的綜合性音頻處理和系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的組成部分，開發(fā)者可加快面向主流消費人群的產(chǎn)品發(fā)布速度，使高品質(zhì)音頻不再為發(fā)燒友和專業(yè)人士所獨享。

　　面向大眾市場打造理想環(huán)繞聲

　　數(shù)字音頻時代的到來，令消費音頻和家庭影院系統(tǒng)煥然一新。環(huán)繞聲，就是在重放中能把原信號中各聲源的方向再現(xiàn)，使欣賞者有一種被來自不同方向的聲音包圍的感覺。環(huán)繞聲是立體聲的一種。普通的立體聲是平面立體聲，電影院或家庭影院僅僅在聽眾的前方設(shè)置“左 -右”雙聲道或“左-中-右”三聲道，隨聲聽領(lǐng)域僅僅在聽眾的左右設(shè)置雙聲道；而環(huán)繞聲，屬于球面立體聲，至少要有三個聲道，并且聽眾必須處于各聲道的發(fā)聲點包圍之中。由于家庭音響系統(tǒng)的銷售業(yè)績有望持續(xù)迅猛增長，廠商們紛紛各顯神通，努力打造差異化產(chǎn)品，盡快增添各種型號的新功能，鞏固市場份額并降低系統(tǒng)及開發(fā)成本。

　　面對高漲的市場需求，ADI公司及時推出了最新的SHARC處理器系列，通過將其和SHARC? Melody?平臺相結(jié)合，實現(xiàn)Auto Room Tuner?（ART?）技術(shù)，從而簡化復(fù)雜音頻系統(tǒng)的部署，同時大幅提升聆聽體驗。ART技術(shù)可根據(jù)系統(tǒng)安裝房間的具體情況自動測量并校正多聲道音響系統(tǒng)的聲學(xué)特性，針對非理想的房間聲學(xué)特性及揚(yáng)聲器響應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。

　　SHARCMelody平臺的整套音頻處理功能凝聚了ADI公司在專業(yè)音頻領(lǐng)域的卓越研發(fā)成果，通過融合ART技術(shù)為廠商們奉獻(xiàn)了一大新優(yōu)勢，即設(shè)計出價格貼近普通大眾的產(chǎn)品。開發(fā)者現(xiàn)在可以從高性價比、人性化的技術(shù)中受益，為普通消費者打造出只有在音樂廳和電影院才能享受到的震撼環(huán)繞聲體驗。

　　環(huán)繞聲音效日益普及

　　多年以來，逼真的環(huán)繞聲音效一直是高保真音響愛好者的“專利”，其價格不菲的部件、專業(yè)技術(shù)人員的定制安裝讓一般人群望而卻步。隨著技術(shù)日新月異，成本和售價不斷下降，廠商們終于有機(jī)會讓更多的人享受到環(huán)繞聲和多聲道音頻的魅力了。

　　家庭影院系統(tǒng)便是最受歡迎的成果之一，尤其是單機(jī)家庭影院（HTiB）套裝，它將一整套音頻組件（帶必要接口）方便地捆綁在一起。HTiB系統(tǒng)包括一個AVR DVD播放器和六個揚(yáng)聲器，起價約300美元，所以環(huán)繞聲在DVD消費人群中日益流行也就不足為奇了。

　　隨著普通大眾也有機(jī)會體驗到各種動人的音效，音頻開發(fā)者在發(fā)現(xiàn)各種新機(jī)遇的同時，也面臨著諸多新挑戰(zhàn)。比如，環(huán)繞音響系統(tǒng)的設(shè)置一直很復(fù)雜，甚至高端的音頻系統(tǒng)也難以配置出最佳音效。盡管忠實的音頻愛好者可能會聘請技術(shù)人員或很樂意親自動手解決這些瑣碎問題，但廠商們也意識到，除非環(huán)繞聲安裝變得更人性化，否則很難讓一般用戶滿意。

　　硬件規(guī)格要求

　　硬件配置

　　目標(biāo)處理器：SHARC ADSP-21xxx

　　外部存儲器

　　- 閃存：1MB（1M*8位寬）

　　- SRAM：1MB（8位寬；256K x 32位）

　　振蕩器

　　麥克風(fēng)（OEM廠家提供）

　　主機(jī)接口

　　串行外設(shè)接口（SPI）

　　時鐘/選通/MISO/MOSI

　　串行音頻接口配置

　　自動設(shè)置的采樣頻率范圍：44.1 kHz或48 kHz

　　房間均衡器的采樣頻率范圍：32 kHz–192 kHz

　　輸入端口配置：最多10個通道

　　輸出端口配置：最多10個通道

　　ART概念

　　ADI公司的ART技術(shù)實現(xiàn)自動均衡和校準(zhǔn)操作，其高效性、經(jīng)濟(jì)性使音頻系統(tǒng)廠商足以應(yīng)對挑戰(zhàn)并抓住機(jī)遇。ART是從投影測量過程的隨機(jī)性觀點出發(fā)，把圖像重建問題看成是一個估計問題。圖像重建過程算法的優(yōu)化時必不可少的，其中優(yōu)化方法的基本思想是選擇一個合理的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)而找出一種使目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)值的有效算法。對于圖像重建合理的目標(biāo)函數(shù)有：最小二乘法，最小范數(shù)法，二次方優(yōu)化，Bayes估計，最大似然法，最大后驗概率分布法，最小方差法和最大熵法。但具體選擇哪種主要決定于重建的對象，但是這些算法本質(zhì)上都是一種單目標(biāo)優(yōu)化迭代算法。這些DSP變得越來越便宜，而且功能日益強(qiáng)大，同時其最初設(shè)計執(zhí)行的音頻解碼算法已形成標(biāo)準(zhǔn)化。因此，可以使用內(nèi)置處理功能來提升音質(zhì)。

　　ART改進(jìn)的聯(lián)合代數(shù)重建方法（Modified SATR, MSATR）　聯(lián)合代數(shù)重建算法在針對簡單的中心對稱圖像進(jìn)行重建時，若投影角度較少，會出現(xiàn)嚴(yán)重的邊緣效應(yīng)。雖然邊緣噪聲分布區(qū)域并非圖像感興趣區(qū)域，而且也不是影響圖象質(zhì)量的主要矛盾，但其使得重建圖像和原始圖像之間的誤差趨近于零，導(dǎo)致迭代過程無法進(jìn)行，最終得到的重建結(jié)果中間區(qū)域失真，無法達(dá)到重建要求。

　　在環(huán)繞聲系統(tǒng)中將ART軟件融入SHARC Melody平臺內(nèi)的一大特殊優(yōu)點是，房間均衡功能可以和接收器的其他功能直接集成在一起——相比需要昂貴、操作復(fù)雜的外部組件來執(zhí)行均衡操作的早期系統(tǒng)，可謂取得了顯著進(jìn)步。另一個突出優(yōu)點是，SHARC處理器提供32位浮點DSP性能以使系統(tǒng)成本具有競爭力，從而確保了整套片上音頻處理功能的高性能和高性價比。

　　而且，基于SHARC Melody平臺的ART技術(shù)順應(yīng)了HTiB套裝采用重低音音箱和小型衛(wèi)星音箱的趨勢。低價衛(wèi)星揚(yáng)聲器的音質(zhì)可以通過相應(yīng)的房間均衡功能獲得大幅提升，從而有助于音頻系統(tǒng)開發(fā)者以更低成本帶來令消費者滿意的聆聽體驗。

　　影響音質(zhì)的因素

　　音音質(zhì)的優(yōu)劣取決于多種因素，如聲源特性（聲壓、頻率、頻譜等）、音響器材的信號特性（如失真度、頻響、動態(tài)范圍、信噪比、瞬態(tài)特性、立體聲分離度等）、聲場特性（如直達(dá)聲、前期反射聲、混響聲、兩耳間互相關(guān)系數(shù)、基準(zhǔn)振動、吸聲率等）、聽覺特性（如響度曲線、可聽范圍、各種聽感）等。所以，對音響設(shè)備再現(xiàn)音質(zhì)的評價難度較大。

　　高品質(zhì)的喇叭能夠在較寬頻率范圍上再現(xiàn)聲音，前端輻射功率很少隨頻率而變化。低品質(zhì)的喇叭往往具有不均勻的頻率響應(yīng)，在提升了某些頻率范圍的同時，又衰減了其他頻率范圍。

　　喇叭的另一個重要屬性是方向性，它隨著頻率而變化。喇叭的方向性取決于箱體的尺寸和形狀以及所用換能器的屬性。喇叭傾向于只在揚(yáng)聲器指示方向上輻射極高頻聲音，而在所有其他方向上一律輻射極低頻聲音。因此，在消聲（無回聲）條件下測量的喇叭頻率響應(yīng)隨測量角度而有較大變化。

　　由于聲音在房間各種表面上具有反射性，聆聽空間的頻率響應(yīng)變得非常復(fù)雜。所產(chǎn)生的混響具有時間響應(yīng)特性：先是少量顯著的反射波，隨后各個方向一陣密集的反射，后者通常稱為延遲、漫反射混響。在對應(yīng)于房間振動模式的低頻處，房間的頻率響應(yīng)包含顯著的波峰；在給定房間大小的情況下，可直接計算出波峰的頻率。在更高頻率處，模式密度變得很高，以致于頻率響應(yīng)呈現(xiàn)統(tǒng)計意義并具有波峰和波谷緊密間隔的特點。

　　頻率響應(yīng)的整體波形取決于房間材質(zhì)的吸收特性；因為多孔材料在高頻下更具吸收性，頻率越高，房間響應(yīng)的振幅越少。除在低頻處或在早期外，通過統(tǒng)計方法描述房間響應(yīng)的效果最好。隨著測量點在房間內(nèi)移動，響應(yīng)的精確細(xì)節(jié)會發(fā)生較難察覺的變化，但響應(yīng)的整體包絡(luò)不會變化太多。

　　喇叭最好和聆聽者成等距擺放，角度取決于播放格式。最理想的立體聲系統(tǒng)擺放角度是和聽眾成+/- 30度。如在5.1聲道環(huán)繞音響系統(tǒng)中，中央揚(yáng)聲器應(yīng)放在聽眾正前方，而環(huán)繞揚(yáng)聲器應(yīng)在兩側(cè)成110度放置。重低音音響的擺放不是很重要。在大多數(shù)聆聽環(huán)境中，很難將揚(yáng)聲器擺在聽眾的理想位置，從而導(dǎo)致聲像不平衡。此外，環(huán)繞音響系統(tǒng)可能配備不同廠家的揚(yáng)聲器，聲學(xué)特性可能不完全匹配。

　　通常用下列兩種方法：一是使用儀器測試技術(shù)指標(biāo)；二是憑主觀聆聽各種音效。由于樂音音質(zhì)屬性復(fù)雜，主觀評價的個人色彩較濃，而現(xiàn)有的音響測試技術(shù)又只能從某些側(cè)面反映其保真度。所以，迄今為止，還沒有一個能真正定量反映樂音音質(zhì)保真度的國際公認(rèn)的評價標(biāo)準(zhǔn)。但也有報道，國際電信聯(lián)盟（ITU-T）近期已批準(zhǔn)一種客觀評價音質(zhì)的被稱之為電子耳的新型測量方法，可對任何音響器材的音質(zhì)進(jìn)行客觀聽音評價，也可用于檢測電話通訊語音編碼系統(tǒng)的缺陷。

　　作為一款設(shè)計出色的房間均衡系統(tǒng)，ART軟件試圖針對以下所有因素提供補(bǔ)償：每個揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)和方向性、房間頻率響應(yīng)、揚(yáng)聲器相對于聽眾的位置關(guān)系及不當(dāng)安裝。

　　設(shè)計特點：人性化和功能一體化

　　基于SHARC Melody平臺的ART技術(shù)專為消費市場而設(shè)計。這款軟件已打造成了一個全自動系統(tǒng)，可以讓缺乏經(jīng)驗的用戶在自己的房間內(nèi)簡便迅速地取得滿意的效果。有些消費者對技術(shù)并不陌生，但他們擔(dān)心功能越多，使用就越復(fù)雜，他們沒有足夠的時間或資金來進(jìn)行有效安裝，因此不太愿意選擇環(huán)繞聲，而這一新技術(shù)的問世徹底打消了這些消費者的顧慮。

　　雖然專為平價應(yīng)用而設(shè)計，但ART軟件所達(dá)到的效果仍可與市面最好的高端房間均衡器相媲美。ART算法是一款基于一流信號處理和模式識別技術(shù)的高質(zhì)量實現(xiàn)方案。大眾市場既看重最新功能，又極為重視操作簡便性，因此使用ART軟件后，廠商不僅能給該市場帶來卓越的環(huán)繞聲系統(tǒng)，同時也為自己贏得了差異化優(yōu)勢。

　　ART技術(shù)的設(shè)計滿足下列要求：

　　自動化、魯棒、傻瓜操作

　　一次性快速測量；只需測量一點，即主聆聽位置

　　無需預(yù)知揚(yáng)聲器、房間及其他參數(shù)的信息；所有音響系統(tǒng)的信息都是自動確定的

　　適用于平價SHARC Melody平臺

　　全方位提升室內(nèi)音質(zhì)，覆蓋較大的最佳聽音范圍，使多位聽眾都能體驗出色音質(zhì)

　　一流環(huán)繞聲優(yōu)化—全自動

　　利用ART技術(shù)測量并校正多聲道音頻系統(tǒng)的響應(yīng)顯示出不同尋常的人性化特點。用戶首先安裝接收器和揚(yáng)聲器，將麥克風(fēng)放在主傾聽位置。（接收器OEM廠家提供麥克風(fēng)，它可能內(nèi)置于遙控器內(nèi)，避免在接收器上單接麥克風(fēng)）然后用戶通過接收器的遙控器開始校準(zhǔn)和均衡程序。

　　ART軟件在每個喇叭處發(fā)出噪聲來測量音響系統(tǒng)。在校準(zhǔn)過程中，用戶可以聽到一聲粉紅噪聲測量信號，比白噪聲更溫和，而且比其他系統(tǒng)所使用的咔嗒聲、唧唧聲和咯咯聲等更悅耳。每次發(fā)聲持續(xù)1.5秒，隨后是長達(dá)數(shù)秒的靜音。位于聽眾位置的麥克風(fēng)便會記錄下這些噪聲，然后位于接收器內(nèi)的SHARC處理器會分析這些采集的信號。

　　ART算法協(xié)同SHARC處理器計算出大量與用戶音響系統(tǒng)相關(guān)的信息，如每個揚(yáng)聲器的聲壓級（SPL）、每個揚(yáng)聲器到聽眾的距離以及每個揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)。ART算法會校正整個音響系統(tǒng)在實際安裝后出現(xiàn)的缺陷，如揚(yáng)聲器響應(yīng)及方向性不均勻、房間反射及混響、揚(yáng)聲器及聆聽位置不理想及安裝不當(dāng)。

　　除了一系列啟動操作外，用戶不必了解過程中的任何復(fù)雜程序，當(dāng)然用戶有興趣知道的除外。只需在主聆聽位置進(jìn)行一次性快速測量即可完成一切工作。短短數(shù)分鐘內(nèi)，ART軟件和SHARC處理器就可以對安裝設(shè)備的實際聲學(xué)特性完成測量、計算和補(bǔ)償（手動操作的話就要耗費更長時間）。因此主聆聽位置乃至房間各個角落的音質(zhì)都有大幅提升。用戶可以親身體會這種變化：只要在播放時啟用和禁用均衡功能，就能立即感受到音質(zhì)優(yōu)劣。

　　由于這種新技術(shù)快速簡便、效果出眾，因此深受用戶青睞，有效幫助他們在改變房間布置（例如移動家具位置）或重新擺放環(huán)繞聲設(shè)備后重新校準(zhǔn)系統(tǒng)。

　　自動設(shè)置參數(shù)

　　完成上述每個音頻聲道的一次性測量后，ART自動設(shè)置功能自動檢測下列參數(shù)：

　　揚(yáng)聲器是否存在。用戶是否忘記連接某個揚(yáng)聲器？

　　極性反接。揚(yáng)聲器是否異相接線？

　　揚(yáng)聲器聲壓級（SPL），單位dBC。此信息也就是設(shè)為C加權(quán)的聲級計所指示的信息，可供測量用于設(shè)置揚(yáng)聲器聲級的感知響度。

　　到聽眾的距離（延遲時間：毫秒）。此參數(shù)用于設(shè)置對每個揚(yáng)聲器的補(bǔ)償延遲。ART功能尚未問世時，一般做法是用卷尺測量距離。

　　識別揚(yáng)聲器類型。是否是重低音揚(yáng)聲器？是否是大型或小型衛(wèi)星音箱？后者是低音管理配置必不可少的信息。揚(yáng)聲器再現(xiàn)80Hz以下頻率時視為大型衛(wèi)星音箱。

　　確定每個主揚(yáng)聲器和重低音音箱的滾降頻率，單位Hz。這是正確進(jìn)行低音管理所需的另一個參數(shù)。